Concept d'évolution: Notes sur le concept moderne d'évolution

Concept d'évolution: Notes sur le concept moderne d'évolution!

Le concept actuel d'évolution est une forme modifiée de la théorie de Darwin sur la sélection naturelle, souvent appelée néo-darwinisme. Selon lui, seules les variations génétiques (mutations) sont héritées et pas toutes les variantes telles que détenues par Darwin. Ainsi, le concept moderne d'évolution est une synthèse des théories de Darwin et de Hugo de Vries. Cela s'appelle également la théorie synthétique de l'évolution.

Courtoisie d'image: dinca.org/wp-content/uploads/2009/06/evolution-of-a-decent-man.jpg

La théorie synthétique de l'évolution est le résultat des travaux d'un certain nombre de scientifiques, notamment T. Dobzhansky, RA Fisher, JBS Haldane, Swell Wright, Ernst Mayr et GL Stebbins. Stebbins dans son livre, Process of Organic Evolution, a traité de la théorie de la synthèse. Le concept moderne d'évolution inclut les facteurs suivants:

1. Variation génétique de la population:

C'est la population qui évolue et non ses membres individuels. Le rôle de l'individu dans le processus évolutif est de transmettre sa variation génétique à sa progéniture. L'évolution se produit par l'accumulation de variations génétiques dans la population sur de longues périodes. Le changement de gènes se produit de la manière suivante.

(i) Mutations:

Les mutations sont des changements soudains héréditaires. Hugo de Vries a estimé que c'était la mutation qui provoquait l'évolution et non les variations mineures (héritables) dont Darwin a parlé. Selon Darwin, l'évolution était progressive tandis que Hugo de Vries disait que la mutation causait la spéciation et s'appelait donc la saltation (mutation en une étape). Les mutations sont de deux types: les mutations chromosomiques et les mutations géniques.

(a) Mutations chromosomiques:

Celles-ci sont dues à des modifications du nombre de chromosomes et à des modifications de la structure.

Changements dans le nombre de chromosomes:

Ces mutations sont causées par des modifications du nombre de chromosomes. Ils sont de deux autres types: polyploïdie et aneuploïdie (a) polyploïdie. C'est l'augmentation du nombre d'ensembles de chromosomes. Exemple: triploïdie (3n), tétraploïdie (4n), pentaploïdie (5n), hexaploïdie (6n). L’augmentation du nombre du même génome est appelée auto-polyploïdie (par exemple, AAAA). L'allopolyploïdie consiste en une augmentation du nombre d'ensembles de chromosomes due à la réunion de génomes de deux organismes ou plus.

On l'appelle aussi polyploïdie interspécifique (b) aneuploïdie. C'est une mutation dans laquelle un changement numérique se produit dans le nombre de chromosomes de la monosomie du génome (2n-1), de la nullisomie (2n-2), de la trisomie (2n + 1), de la tétrasomie (2n + 2), etc.

Changements structurels dans les chromosomes (Aberrations chromosomiques):

Lorsque le changement se produit dans la morphologie des chromosomes, on parle d'aberration chromosomique. Celles-ci sont de quatre types: duplication (doublage d'un segment), déficience (suppression d'un segment), translocation (passage d'un segment d'un chromosome sur un chromosome non homologue) et inversion (inversion dans l'ordre des gènes).

b) Mutations génétiques:

Lorsque les modifications de la structure et de l'expression des gènes sont dues à l'addition, à la substitution par délétion ou à l'inversion des nucléotides, on parle de mutations géniques. La fréquence des mutations géniques varie d'un gène à l'autre. Le taux de mutation génétique est augmenté par la présence de radiations et de certains produits chimiques appelés mutagènes.

Les gènes mutés ajoutent de nouveaux allèles au pool de gènes. Le pool génique est la somme de tous les différents gènes et de leurs allèles présents dans une population. C'est le pool de gènes qui évolue au fur et à mesure que de nouveaux gènes, à savoir des allèles, sont ajoutés ou supprimés, constitue la matière première du changement évolutif. L'accumulation de nombreuses mutations peut entraîner des changements à grande échelle qui mènent finalement à la formation de nouvelles espèces.

Les mutations génétiques qui impliquent une suppression par substitution ou l'insertion d'une seule base azotée sont appelées mutation ponctuelle. Les mutations géniques qui impliquent plus d'une base azotée ou le gène entier sont appelées mutations brutes.

(ii) Recombinaison de gènes:

Cela est dû aux raisons suivantes: (a) Double parentage (b) Assortiment indépendant de chromosomes (c) Croisement lors de la méiose. (iv) Fusion aléatoire de gamètes (v) Formation de nouveaux allèles. Puisqu'il ajoute de nouveaux allèles et une combinaison d'allèles au pool génique, il s'agit d'un processus important au cours de l'évolution, qui provoque des variations.

(iii) Migration de gènes (flux de gènes):

Le mouvement des individus d'un endroit à un autre s'appelle migration. Si les individus migrants se reproduisent dans la nouvelle population, les immigrants ajouteront de nouveaux allèles au pool de gènes local de la population hôte.

Ceci s'appelle la migration de gène. Parfois, deux populations d'une espèce qui ont été séparées se rapprochent en raison de la migration. Les gènes de deux populations se mêlent par le biais de la reproduction et le résultat provoque des variations dans la progéniture.

iv) Dérive génétique (effet Sewall Wright):

Le terme dérive génétique (effet Sewall Wright) désigne l'élimination de certains traits lorsqu'une partie d'une population migre ou meurt d'une catastrophe naturelle. Il modifie la fréquence des gènes de la population restante, ce qui provoque des variations. Il tire son nom du généticien américain Sewall Wright qui a compris sa signification évolutive. Bien que la dérive génétique se produise dans toutes les populations, ses effets sont plus marqués dans une très petite population isolée. Deux exemples importants de dérive génétique sont l’effet fondateur et l’effet de goulot d’étranglement.

(a) Effet fondateur ou principe fondateur:

C'est un exemple important de dérive génétique dans la population humaine. Il est noté que lorsqu'un petit groupe de personnes, les fondateurs, quittent leur domicile pour trouver un nouvel établissement, la population d'un nouvel établissement peut avoir des fréquences de génotype différentes de celles de la population parent. La formation d'un génotype différent dans un nouveau règlement s'appelle l'effet fondateur. Parfois, ils forment une nouvelle espèce.

b) Effet goulot d'étranglement:

Stebbibns a introduit le terme pour désigner le phénomène de diminution et d'augmentation du cycle annuel et du cycle de la population. Lorsque la population est en déclin, le nombre d'individus peut diminuer dans la mesure où le petit groupe de population constituant la population devient isolé et sa répartition est restreinte.

Celles-ci sont ensuite exposées à une dérive génétique aléatoire entraînant la fixation de certains gènes. Ainsi, la population rétablit son ancienne richesse. Cette réduction de la fréquence des allèles est appelée un effet de goulot d’étranglement génétique qui empêche souvent l’extinction de l’espèce (Fig. 7.51).

Importance de la dérive génétique:

La dérive génétique est une force évolutive. La plupart des populations d'animaux en croisement sont petites. La dérive génétique aide les populations à se différencier en raison de la probabilité que chaque population fixe des génotypes différents par hasard.

(v) Accouplement non aléatoire:

L'accouplement répété entre les individus de certains caractères sélectionnés modifie la fréquence du gène. La sélection d'un oiseau mâle de couleur plus vive par un oiseau femelle peut augmenter la fréquence du gène de couleur vive à la génération suivante.

(vi) hybridation:

C'est le croisement d'organismes génétiquement différents en un ou plusieurs traits (caractères). Il aide à mélanger les gènes de différents groupes de la même variété, espèce et parfois même espèce.

Tous les facteurs ci-dessus produisent une variation génétique dans la reproduction sexuée.

2. isolement:

L'isolement est la prévention de l'accouplement entre les groupes métissés en raison d'obstacles physiques (par exemple géographiques, écologiques) et biotiques (par exemple, physiologiques, comportementaux, mécaniques, génétiques). Tout facteur empêchant le métissage est appelé mécanisme isolant. Un mécanisme d'isolation empêche les métissages grâce à trois méthodes (Mayr, 1963): (i) restriction à la dispersion aléatoire, (ii) restriction à l'accouplement aléatoire et, (iii) restriction à la fertilité. L'isolement reproducteur est décrit ici.

Isolement reproducteur:

L'isolement reproducteur est la prévention du métissage entre les populations de deux espèces différentes. Selon Mayr, les mécanismes d'isolation de la reproduction sont les propriétés biologiques d'individus qui empêchent le métissage de populations naturellement sympatriques. Il conserve les caractères de l'espèce mais peut conduire à l'origine de nouvelles espèces. Deux sous-types principaux peuvent être envisagés dans l'isolement reproducteur: l'isolement prématuré et l'isolement postérieur

a) Premiers isolements ou isolement prégucléaire:

Les principaux facteurs opérant sous ce sous-type sont:

Isolement mécanique:

La morphologie des organes génitaux ou des organes de reproduction (des hommes et des femmes) des deux populations peut être très compliquée et ne pas ressembler; il en résulte que la copulation entre les hommes d'une population et les femmes d'une autre ne se produit pas. L'isolement mécanique est fréquent chez les espèces d'insectes. Dans certaines plantes, la structure de la fleur est très compliquée, ce qui empêche la pollinisation croisée entre les espèces apparentées.

Isolement psychologique:

Les différences de comportement limitent l'accouplement aléatoire d'individus mâles et femelles d'espèces différentes. Les différences de comportement ont été observées en particulier au cours de la cour, qui est un phénomène sexuel important, impliquant une série de stimuli et de réponses, entre les partenaires sexuels. Les chants d'oiseaux, les comportements amoureux, etc. peuvent également jouer un rôle efficace dans l'accouplement.

Isolement saisonnier:

Cela sert également de barrière efficace au flux de gènes. Ici, la période de reproduction des individus en phase d’accouplement est différente d’une espèce à l’autre. On peut citer plusieurs exemples d'oiseaux pour illustrer l'isolement saisonnier dû à la différence entre les périodes de reproduction.

Isolation Gamétique:

Dans les formes aquatiques libres, où la fécondation est externe, les gamètes produits par différentes espèces ne s’attirent généralement pas et ce type de barrière est appelé isolement du gibier.

b) Isolement post-accouplement ou postzygotique:

Les principaux facteurs opérant sous ce sous-type sont:

Incompatibilité:

Dans certains cas, l'accouplement a lieu entre les populations, mais la fécondation peut ne pas avoir lieu; ou même la fécondation peut avoir lieu, mais aucune descendance hybride ne sera formée. Chez les plantes, le tube pollinique ne se développe pas et n’atteint aucun ovule.

Invabilité hybride:

Ici, la fécondation est normale et une progéniture hybride est également formée, mais l'hybride a une viabilité réduite. L'inviabilité hybride peut apparaître à n'importe quel stade de développement.

Stérilité hybride:

Dans de nombreux cas, les hybrides peuvent être vigoureux et vivre jusqu'à la maturité sexuelle, mais sont stériles. Les chevaux et les ânes sont deux espèces différentes. un mulet hybride est produit à partir de l'accouplement d'un âne mâle et d'une jument (cheval femelle). De même, l'accouplement entre un étalon (cheval mâle) et une âne femelle donne un hybride appelé hinny. Les mules et les hanches sont stériles.

Répartition hybride:

Dans certains cas, non seulement des hybrides F] vigoureux sont produits, mais également de tels hybrides produisent des individus F 2 de descendance rétro-croisée. Malheureusement, la décomposition hybride a pour résultat les générations F 2 et rétro-croisées, car ces individus ont une vigueur réduite de la fertilité, voire les deux.

La réalisation de l'isolement de la reproduction grâce aux effets combinés des mécanismes d'isolement semble être une étape importante de la spéciation.

Certains animaux appartenant à des espèces différentes peuvent produire des hybrides fertiles en captivité. Aucune barrière à l'hybridation entre ces espèces n'a évolué au cours de leur longue isolation les unes des autres. La sélection naturelle n'a pas favorisé une réduction de l'hybridation.

Des exemples d'espèces qui se reproduisent en captivité et produisent des hybrides fertiles sont (i) la lionne africaine (Panthera leo) et le tigre d'Asie (Panthera tigris) produisent des «tigons», (ii) l'ours blanc et l'ours brun d'Alaska (iii) le colvert canard) et le canard pilet et (iv) les plateaux et les poissons à queue d’espadon. Il est important de noter que ces espèces ne se croisent pas dans leur état naturel.

3. hérédité:

La transmission de caractéristiques ou de variations d’un parent à l’autre est appelée hérédité, ce qui est un mécanisme important de l’évolution. Les organismes possédant des caractéristiques héréditaires utiles dans l'environnement d'origine de l'animal ou dans un autre environnement sont favorisés dans la lutte pour la vie. Ainsi, les enfants peuvent bénéficier des caractéristiques avantageuses de leurs parents.

4. Sélection naturelle (sélection):

C’est la théorie la plus largement acceptée concernant le principal mécanisme causal du changement évolutif, que Charles Darwin et Alfred Russel Wallace ont approfondi. Il résulte de la reproduction différentielle (certains membres d'une population produisent une progéniture abondante, d'autres seulement quelques-uns et encore d'autres non), un phénotype par rapport aux autres phénotypes de la même population.

Cela détermine la part relative des différents génotypes que les individus possèdent et propagent dans une population. Selon le darwinisme, les mécanismes de survie et de fertilité qui affectent le succès de la reproduction ou favorisent la reproduction différentielle sont appelés sélection. Mais selon les conceptions modernes, la sélection correspond aux différences constantes dans la contribution des différents génotypes à la génération suivante.

5. Spéciation (origine de nouvelles espèces):

Les populations d’une espèce présentes dans les différents environnements et séparées par des barrières géographiques et physiologiques, accumulent différentes différences génétiques (variations) dues aux mutations, à la recombinaison, à l’hybridation, aux dérives génétiques et à la sélection naturelle. Par conséquent, ces populations se différencient sur le plan morphologique et génétique et se retrouvent isolées sur le plan de la reproduction, formant de nouvelles espèces.